模块化钢结构建造大型设备安装技术研究

论文摘要

模块化钢结构建造是指将整体钢结构分成多个模块同时建造最后进行整体组对的钢结构建造技术。目前,国内外模块化钢结构工程建设规模向着大型和巨型发展,其内部设备数量众多,重量重,体积大,很多设备到达施工场地时是散装,需要进行组装、成撬;同时,穿甲板设备多,设备安装、就位、组对等困难。为了对模块化钢结构内部设备的安装施工进行合理的安排、保证设备安装的效率与质量、降低工程总成本和保证工程顺利实施,采用科学的设备安装施工方法和先进的技术手段是非常必要的。为此,本文主要进行了以下研究工作:首先,详细分析了模块化钢结构工程大型设备组装、安装的特点,以及目前大型设备组装安装过程普遍采用的“定位找正调整法”和“预装整体调整法”安装技术的特点与不足;其次,针对钢结构工程很多设备到达施工场地时是散装,需要现场进行组装、成撬过程等特点,着重分析了设备组合件装配的特征,并把它抽象为组合件装配信息模型,利用装配模型实现设备组合件快速装配;模块化钢结构工程设备重量重、数量巨大,设备贯穿多层甲板甚至多个模块,为保证设备吊装安全,特别是贯穿甲板片型设备的安装尺寸精度与连接尺寸精度,提出大地坐标尺寸定位法来定位贯穿型设备,分析了吊装工具及机具的设计校核;最后,将先进制造技术——虚拟装配技术引入模块化钢结构设备组装、安装过程,构建了大型设备空间模块内虚拟装配体系。通过对两层甲板之间的设备及环境之间的装配进行分析提出了空间模块内虚拟设备装配路径规划及装配过程仿真。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 模块化钢结构建造大型设备安装的发展状况
• 1.1.2 大型钢结构内部设备安装的特点
• 1.1.3 主要技术及存在的问题
• 1.2 课题相关理论及研究现状
• 1.2.1 虚拟装配技术
• 1.2.2 贯穿多层甲板的大型设备安装技术
• 1.2.3 组合件装配技术
• 1.2.4 大型设备吊装技术
• 1.3 本文的主要工作内容
• 第二章 大型设备组合件装配工艺
• 2.1 组合件装配概述
• 2.1.1 机械设备装配基本方法
• 2.1.2 装配精度与装配尺寸链
• 2.2 基于装配信息模型的组合件快速装配技术
• 2.2.1 设备组合件装配信息模型的建立
• 2.2.2 快速装配的实现
• 2.3 本章小结
• 第三章 贯穿模块多层甲板设备安装研究
• 3.1 贯穿多层甲板的设备安装概述
• 3.2 设备、管线的定位基准和坐标变化
• 3.2.1 大地坐标尺寸定位法
• 3.2.2 设备定位基准研究
• 3.3 大型设备吊装技术
• 3.3.1 大型设备吊装基本要求
• 3.3.2 大型设备吊装分析计算
• 3.4 本章小结
• 第四章 大型设备空间模块内安装技术
• 4.1 层间大型机械设备的定位、安装、调整与检验
• 4.1.1 设备定位尺寸控制
• 4.1.2 设备与基础的连接固定
• 4.1.3 设备安装检验与调整
• 4.2 基于虚拟装配的设备装配路径规划与实现
• 4.3 临时支撑的设计与强度分析
• 4.3.1 临时支撑的类型
• 4.3.2 临时支撑体系强度，刚度，稳定性分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 大型模块对接中的设备安装连接研究
• 5.1 模块间连接设备的安装定位及尺寸测量
• 5.2 大型设备对接技术研究
• 5.3 本章小结
• 第六章 大型设备安装技术在Koniambo镍矿项目中的应用及仿真
• 6.1 Koniambo镍矿项目设备安装工程概况
• 6.2 安装过程仿真与可视化演示
• 6.2.1 一级旋风分离器快速装配系统的建立与应用
• 6.2.2 贯穿甲板片型设备吊装技术应用
• 6.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢